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动感人生 发表于 2004-9-17 18:47:00

[原创]

改变单缝衍射实验的条件，进一步证实光的基本单元结构--光旋子。光其实就是这么简单！

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<Palign=center>从单缝衍射现象研究子波源的产生机理
<Palign=center>从而导出光的客观实体模型
<Palign=center>朱素安
 













 
引言
 光是客观的，因果律决定其必有客观实体，光学中的许多现象和应用也说明这一点，只是目前尚无法直观认知……！那光的实质到底为何物？其结构如何？如何透过光客观存在的现象来求其本质……。
 
 
1、改变衍射实验的条件来分折光的基本特征
 衍射是一种光学现象，当一束光通过一个相应的窄缝，光会在光源的另一垂直面投影出明暗的条形光栅。光为何会产生衍射现象呢？从实验可以看出，衍射图案产生的条件之一就是衍射窄缝的间距必须满足小于恒定光源的波长。而当窄缝的间距逐渐变大，其衍射图象就逐渐的从外层光栅渐渐向中心消失，直至只剩下中心光条。这说明光的基本单体毫无阻碍的直射到衍射面上。反之，当衍射窄缝间距由大变小，衍射面的图案光栅又将由里到外的逐渐显现，这说明光的基本单元受到衍射间距的挤压限制而分解产生相应的子波，连续的光分解出连续的子波，构成新的波阵面，并在衍射面上呈现其能量分布图案。可见光的客观基本单元的尺寸就是刚使衍射条纹消失只剩下中心光条时的衍射窄缝间距尺寸。我们在完整呈现衍射图案的实验中，逐渐改变窄缝的高度，衍射光栅的幅度随之相应减小，当窄缝的高度减小到接近和等于宽度时，衍射图案出现相互垂直的窄带光栅（如图1所示），当窄缝的高度继续减小，垂直的窄带光栅将会相应逐渐消失，只剩下水平窄带光栅图案（如图2所示）。可见光的基本单元是偏圆形。也就是说单缝衍射是水平偏圆光场所形成，其它方位的偏圆光场不能形成衍射，特别是垂直偏圆光场毫无阻拦的照在衍射条纹的中心条上，也就是中心条纹特别亮的原因。当改变衍射窄缝的高度至窄缝的间距时，垂直偏圆光场受挤压而产生子波，从而衍射显现垂直窄带光栅，当衍射窄缝高度继续减小，垂直偏圆光场受阻而无发通过，因此，垂直光栅消失，只留下水平窄带光栅。转动此衍射板，原水平窄带光栅相转动。可见光是由以传播方向为轴360度全方位多个偏圆形的基本单元组合构成。为了以下阐述方便，我们暂且将光的基本单元称为……“光旋子”。
那么“光旋子”又是由什么构成？我们在衍射实验中的衍射窄缝上加块透明的玻璃，衍射原图案不变。再将玻璃换成一张簿纸，衍射图案即刻消失。光旋子能穿过质地坚硬的玻璃而丝毫不受影响，而不能穿透质地松软密度远低于玻璃的簿纸？可见光旋子不是一个有质量的连续运动的实体。没有质量而又有能量，又能直线传递且又是圆形，那只能是一种场，一种圆环形的闭合等位场，可见，光旋子基本构成己显现，如图3所示。环形场是通过场通量变化瞬间相互垂直感应传递，如图4所示（符合光速特征）。
 
 
 
 
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图3光旋子等位电场示意图
Figure 3. Scheme of electrical field of light
 
 
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图4、光旋子能量感应传递示意图
Figure4. Scheme of energy transmission of light
 
2、衍射实验中子波源产生的机理分析
 
3、光旋子产生的量子化特性与光电效应
 
 
 
 
 
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图6、光电效应实验示意图
Figure 6. photoelectric effects
 
 光旋子携带的能量是以光旋子场通量变化率所体现的，当光照射在发射极上，光旋子的旋场能瞬间被电子吸收并克服原子自身束缚能产生动能，在集电极与发射极所产生的位差电场作用下发射至集电极，发射出的电子几乎是与光照同时开始。由于光的强度是以光旋子的数目多少来体现，对同一光源的光旋子的单个能量是恒定的，而而单个电子吸收能量只取决于单个光旋子，所以，光照使电子射出产生电流的时间与光的强度无关，符合光电效应实验结果（1）。
 从光旋子产生机理看，光旋子的能量产生于光源材料内部的电子能级跃迁，而每个同一能级的能量是恒定的。当光电实验减速电压不变时，光强越大，光旋子数越多，照射在发射极上激发出的电子数也越多，电流就越强。符合光电效应实验（2）的结果。
 当频率和光强不变时，也即每个光旋子所带的场能（表现在场通量变化率上）和单位时间内所照射到发射集的数量不变时，激发出的电子数也是不变的。当减速电压增加时，减速电场就增大，电子所受电场阻力就大，从而能够到达集电极的电子就越少。当减速电压产生的电场达到能够克服单个电子所需从发射极到达集电极所需的电场时，即某一截止电压Vs时，电子无法到达集电极，电流为零。可见，光强只能使发射出的电子增加，并不能使单个电子动能增强，所以，截止电压与光的强度无关。符合光电实验结果（3）。
 当光源频率发生变化，光旋子所带的场通量变化率就发生变化，能量就相应变化，照射在发射极上每个电子吸收的能量就不同，发射出的电子动能就相应改变，而阻止电子到达集电极的截止电压Vs也随着改变。说明存在阀频率的光电效应实验结果（4）。也就是说低于阀频率的光源，不管有多强，入射的光旋子虽多但单个光旋子没有足够的能量瞬间释放束缚最松的电子。可见，光旋子理论模型完全可以解释光电效应。
4、光旋子模型的初步定义
 4.1光旋子是由圆环形闭合等位电场构成，光的频率表现在场通量变化率（称光旋子频率）。
 4.2同一频率的光旋子其场通量变化率是恒定的，场能也是恒定的。环形闭合电场的外径是其场通量变化率的倒数（也即光的波长）且是恒定的。
 4.3同一频率的光旋子其光强取决于光旋子的数量。
 4.4光旋子产生于光源材料内的电子能级跃迁，光旋子是以自身场能的变化感应瞬间传递的。
 4.5光旋子的波动性体现在场能感应传递过程的能量分布和场通量变化率。
 4.6光旋子的量子性体现在场能是随电子能级跃迁一份一份的传递。
 
 
 2004年9月15日于杭州

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